JP2006052651A - 筒内直接噴射式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料インジェクタがシリンダヘッドに対して一定の傾きを有して配置される筒内直接噴射式内燃機関において、燃料インジェクタと平行な固定用ボルトによって燃料配管をシリンダヘッド上面に固定させるための加工を容易にする。
【解決手段】 シリンダヘッド１の上面全体を、燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面になるようにシリンダ列方向に傾斜させて形成する。そして、燃料配管６を固定するためのボルト７が燃料インジェクタ５と平行に締め付けられるように、シリンダヘッド上面に螺子穴８を凹陥形成する。これにより、各螺子穴８の上面（開口端縁）は、前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面上に配設されることになり、シリンダヘッドの加工が容易になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、筒内直接噴射式内燃機関に関し、詳しくは、シリンダヘッドに対する燃料配管の取り付け構造に関する。

特許文献１に開示される筒内直接噴射式内燃機関では、シリンダヘッド上面にクランクシャフトの軸線方向に沿って互いに平行に離間する吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトを配設し、これらカムシャフト間のシリンダヘッド上面に燃料インジェクタと点火プラグとが交互に配置される。
また、前記カムシャフト間のシリンダヘッド上面に、燃料インジェクタに燃料を供給する燃料配管が固定され、この燃料配管は、矩形板状の配管本体と、この配管本体内の長手方向に連続形成した燃料通路と、この燃料通路の一部と連通する燃料供給口を内部に設けて配管本体の下面から突出して燃料インジェクタの上部外周を包囲して保持するインジェクタ保持部とを備えている。
特開平１０−３３１６４０号公報

ところで、前記燃料配管は、燃料配管固定用ボルトをシリンダヘッドに形成した螺子穴に締め付けることで、シリンダヘッドの上面に対して固定されるが、燃料インジェクタを安定的に保持するためには、前記燃料インジェクタと燃料配管固定用ボルトとを平行にすることが望まれる。
従って、燃料インジェクタがシリンダヘッドに対して一定の傾きを有して配置される場合には、前記燃料配管固定用ボルトも傾いて取り付けられるようにする必要があるが、その場合、シリンダヘッドの螺子穴上面をそれぞれに燃料インジェクタの軸線に直交する面になるように加工することは困難であり、螺子穴を形成するコストが増大すると共に、燃料配管のシリンダヘッドに対する固定不備を招く可能性があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、燃料インジェクタがシリンダヘッドに対して一定の傾きを有して配置される筒内直接噴射式内燃機関において、燃料インジェクタの軸線に直交する螺子穴上面の加工を容易にし、これによって、コスト低減を図り、また、燃料配管をシリンダヘッドに対して確実に固定できるようにすることを目的とする。

このため、本発明に係る筒内直接噴射式内燃機関は、筒内に燃料を直接噴射する燃料インジェクタを、シリンダ軸線に対して同一方向に傾けてシリンダヘッド上面に配すると共に、前記燃料インジェクタに燃料を供給する燃料配管を前記シリンダヘッド上面に対して螺子止めする構成の筒内直接噴射式内燃機関において、前記燃料配管の螺子止め用の螺子穴を有するシリンダヘッド上面を前記燃料インジェクタの軸線に直交する１平面で形成する構成とした。

上記構成によると、燃料配管の螺子止め用の螺子穴を有するシリンダヘッド上面を、シリンダ軸線に対して同一方向に傾けて設置される燃料インジェクタの軸線に直交する１平面で形成するから、各螺子穴上面が同一の１平面上に配されることになり、螺子穴上面を燃料インジェクタの軸線に直交する平面とするシリンダヘッドの加工が容易に行なえるようになる。

従って、シリンダヘッドの加工におけるコストを低減でき、また、燃料配管をシリンダヘッドに対して確実に固定できるようになる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る筒内直接噴射式内燃機関の第１実施形態を示すシリンダヘッド部の拡大断面図であり、直線的に並べられる３気筒のシリンダ部分が示される。
この図１において、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とで形成される各シリンダ３の上面（シリンダヘッド１）の略中央に、点火プラグ４及び燃料インジェクタ５が設置されている。

前記燃料インジェクタ５は、電磁コイルと該電磁コイルの磁気力で開弁動作する弁体とを備え、前記電磁コイルへの通電によって開弁すると、上端部から供給される燃料を先端部からシリンダ３内に噴射する。
前記シリンダ３内には、図示省略した吸気バルブを介して空気が吸引されて、該空気と前記燃料インジェクタ５から噴射された燃料とによって混合気が形成され、該混合気は、前記点火プラグ４による火花点火によって着火燃焼する。

前記燃料インジェクタ５は、シリンダ３の軸線に対してシリンダ列方向（図１で右側）に一定の角度だけ傾けてシリンダヘッド１に取り付けられ、また、前記点火プラグ４は、前記燃料インジェクタ５の軸線と交差するように、前記燃料インジェクタ５とは逆の方向に傾けてシリンダヘッド１に取り付けられる。
前記燃料インジェクタ５それぞれには、シリンダ３の列方向に沿って延設される燃料配管６を介して燃料（ガソリン）が供給される。

前記燃料配管６の上流側は燃料ポンプの吐出口に接続され、燃料タンクに貯蔵される燃料が所定圧に調整されて前記燃料インジェクタ５それぞれに供給されるようになっている。
前記燃料配管６からは、燃料配管内と連通する筒状の燃料インジェクタ挿入部６ａが、前記燃料インジェクタ５の位置に合わせて下方に向けて突出形成されていて、前記燃料インジェクタ５の燃料導入口が開口される上端側が、前記燃料インジェクタ挿入部６ａ内にＯリング５ａを介して嵌挿されることで、燃料が各燃料インジェクタ５に供給される。

前記燃料配管６は、燃料配管固定用ボルト７によってシリンダヘッド１の上面に対して固定される。
前記燃料配管固定用ボルト７は、前記燃料インジェクタ５と平行に取り付けられるようになっている。
前記燃料配管６の燃料インジェクタ挿入部６ａが設けられる部分の間に、前記燃料配管固定用ボルト７を挿通するため貫通孔６ｂが設けられるスリーブ６ｃを燃料配管６の下面からシリンダヘッド１の上面に向けて延設させてあり、前記貫通孔６ｂ（スリーブ６ｃ）は、その軸線が燃料インジェクタ５の軸線と平行になるように設けられている。

また、シリンダヘッド１の上面全体は、前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面になるようにシリンダ列方向に傾斜して形成される。
前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面であるシリンダヘッド１の上面には、前記貫通孔６ｂの軸線の延長線上に沿って螺子穴（雌螺子）８を凹陥形成してある。
即ち、貫通孔６ｂと螺子穴８とは同一軸線上に並び、この貫通孔６ｂ及び螺子穴８の軸線は、前記燃料インジェクタ５の軸線と平行であり、これらに対してシリンダ１の上面全体は直交する１平面に形成され、各螺子穴８の上面（開口端縁）は、前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面上に配設されることになる。

上記のように、シリンダ３の軸線に対して傾けて設けられる燃料インジェクタ５と平行に取り付けられる燃料配管固定用ボルト７で、燃料配管６をシリンダヘッド１に固定すれば、燃料インジェクタ５を安定的に保持させることができる。
また、燃料配管固定用ボルト７を締め付ける螺子穴８が、燃料配管固定用ボルト７に直交する上面（開口端縁）に有するように形成されるから、燃料配管固定用ボルト７による締め付け固定を確実に行なえる。

更に、各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に配設されるから、前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する各螺子穴８を有するシリンダヘッド上面の加工が容易に行なえ、シリンダヘッド加工のコストを低減できると共に、燃料配管をシリンダヘッド１に対して確実に固定できる。
尚、燃料インジェクタ５の傾き方向を、シリンダ列方向に限定するものではなく、例えば、シリンダ列方向に対する左右方向に燃料インジェクタ５を傾ける構成においても、シリンダヘッド１の上面全体が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面になるように形成することが可能である。

図２は、本発明に係る筒内直接噴射式内燃機関の第２実施形態を示すシリンダヘッド部の拡大断面図である。
図２に示す第２実施形態では、シリンダヘッド１の上面全体を傾ける代わりに、螺子穴８の部分のみを突出させて、この突出させた各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に形成されるようにしてあり、他の構成は、図１に示した第１実施形態と同様である。

即ち、シリンダ３の軸線に直交するシリンダヘッド１の基準上面１ａから、前記螺子穴８が形成される突起部１０を前記燃料インジェクタ５の軸線と平行な方向に突出形成させてあり、該突起部１０の突出高さをシリンダ列方向に沿って段階的に異ならせることで、前記突起部１０の上面、即ち、各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面（図中に一点鎖線で示す平面）に形成されるようにしてある。

更に、図２に示す第２実施形態では、各燃料インジェクタ５のうちの１つ（図２では、左端の燃料インジェクタ５）のＯリング５ａの高さ位置を、各螺子穴８（突起部１０）の上面を含む１平面に一致させてある。
尚、Ｏリング５ａの装着位置を燃料インジェクタ５間で異ならせることで、各螺子穴８（突起部１０）の上面を含む１平面に一致させるＯリング５ａの数を２つ以上に設定することができる。

上記第２実施形態においても、燃料インジェクタ５と平行に取り付けられる燃料配管固定用ボルト７で燃料配管６をシリンダヘッド１に固定することで、燃料インジェクタ５を安定的に保持させることができる。
また、螺子穴８の上面（開口端縁）が燃料配管固定用ボルト７に直交するように形成されるから、燃料配管固定用ボルト７による締め付け固定を確実に行なえる。

更に、各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に配設されるから、前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する各螺子穴８を有するシリンダヘッド上面の加工が容易に行なえ、シリンダヘッド加工のコストを低減できると共に、燃料配管６をシリンダヘッド１に対して確実に固定できる。
また、第２実施形態では、高さの異なる突起部１０を設けることによって、各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に形成されるようにしてあるから、第１実施形態のように、シリンダヘッド１の上面全体を傾斜面にする場合に比べて、シリンダヘッド１を軽量化できる。

更に、第２実施形態では、各燃料インジェクタ５のうちの少なくとも１つのＯリング５ａの高さ位置、即ち、燃料インジェクタ挿入部６ａに対する燃料インジェクタ５の嵌合位置と、各螺子穴８（突起部１０）の上面を含む１平面とを一致させてあることから、前記１平面に沿ったせん断力に対する剛性が増し、燃料配管６をより強固に固定することができる。

図３は、本発明に係る筒内直接噴射式内燃機関の第３実施形態を示すシリンダヘッド部の拡大断面図である。
図３に示す第３実施形態では、第２実施形態と同様に、シリンダ３の軸線に直交するシリンダヘッド１の基準上面１ａから、前記螺子穴８が形成される突起部１０を前記燃料インジェクタ５の軸線と平行な方向に突出形成させてあり、該突起部１０の突出高さをシリンダ列方向に沿って段階的に異ならせることで、前記突起部１０の上面、即ち、各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に形成されるようにしてある。

また、第３実施形態では、前記燃料配管６をエンジンカバー１２に対して一体的に設けてある。
即ち、前記エンジンカバー１２は、その内部に燃料を各燃料インジェクタ５に供給するための燃料配管６を備えると共に、シリンダヘッド１の上面に固定されることで、シリンダヘッド１の上面を覆うカバーとして機能する。

ここで、前記エンジンカバー１２は、各螺子穴８（突起部１０）の上面を含む１平面と平行な下面１２ａを燃料インジェクタ５の配列方向に沿って有すると共に、その上面はシリンダ３の軸心に直交するように形成され、燃料インジェクタ５の軸線と平行な貫通孔６ｂが設けられる。
また、前記各螺子穴８（突起部１０）の上面を含む１平面と平行な下面１２ａには、前記燃料インジェクタ５の上端部が嵌挿される燃料インジェクタ挿入部１２ｂが凹陥形成されている。

前記燃料インジェクタ挿入部１２ｂは、エンジンカバー１２内の燃料配管６に連通されている。
ここで、前記エンジンカバー１２は、前記貫通孔６ｂに挿通させた燃料配管固定用ボルト７を前記突起部１０に形成される螺子穴８に締め付けることで、突起部１０と下面１２ａとが密着する状態で、シリンダヘッド１の上面に固定される。

そして、前記エンジンカバー１２がシリンダヘッド１に固定された状態で、燃料インジェクタ５の上端部が燃料インジェクタ挿入部１２ｂに嵌挿され、前記エンジンカバー１２内部に設けられる燃料配管６を介して燃料が燃料インジェクタ５に供給される。
上記第３実施形態においても、燃料インジェクタ５と平行に取り付けられる燃料配管固定用ボルト７でエンジンカバー１２（燃料配管６）をシリンダヘッド１に固定することで、燃料インジェクタ５を安定的に保持させることができる。

また、螺子穴８の上面（開口端縁）が燃料配管固定用ボルト７に直交するように形成されるから、燃料配管固定用ボルト７による締め付け固定を確実に行なえる。
更に、各螺子穴８の上面（開口端縁）が前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に配設されるから、前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する各螺子穴８を有するシリンダヘッド上面の加工が容易に行なえ、シリンダヘッド加工のコストを低減できると共に、エンジンカバー１２（燃料配管６）をシリンダヘッド１に対して確実に固定できる。

また、上記第３実施形態では、エンジンカバー１２に燃料配管６を一体的に設けることで、部品点数を減少させることができると共に、組み付け工数を低減でき、更に、燃料配管６を単独でシリンダヘッド１に固定する場合よりも、燃料配管６をより強固に固定することができる。
尚、図１に示した、シリンダヘッド１の上面全体を前記燃料インジェクタ５の軸線と直交する１平面に形成する構成において、エンジンカバー１２に燃料配管６を一体的に設ける構成とすることができる。

更に、エンジンカバー１２に燃料配管６を一体的に設ける構成において、各燃料インジェクタ５のうちの少なくとも１つのＯリング５ａの高さ位置と、各突起部１０の上面を含む１平面とを一致させることもできる。
図４は、シリンダヘッド１の上面図であり、上記各実施形態における燃料インジェクタ５の配列に対する螺子穴８の位置を示す。

この図４に示すように、燃料インジェクタ５はシリンダ列方向に沿って直線的に配置され、これら燃料インジェクタ５の中心を結ぶように、燃料インジェクタ５上部に燃料配管６が延設される。
また、各螺子穴８は、燃料インジェクタ５の設置間隔毎に設けられるが、前記燃料インジェクタ５の並び方向における燃料インジェクタ５の両側方端をそれぞれ結ぶ線で挟まれる枠内（図４において一点鎖線で挟まれる領域）に、各螺子穴８が重なるようにしてある。

即ち、各螺子穴８の位置を、燃料インジェクタ５の並び中心の近傍に制限する。
これにより、燃料配管固定用ボルト７からの力が燃料インジェクタ５に均一に加わり、燃料インジェクタ５を燃料インジェクタ挿入部６ａ（１２ｂ）に確実に固定でき、更に、燃料配管６（エンジンカバー１２）をシリンダヘッド１に対して確実に固定できる。
尚、燃料配管６（エンジンカバー１２）とシリンダヘッド１との位置決定を容易にすべく、前記燃料配管固定用ボルト７としてリーマボルトを用いることができる。

また、図４に示す例では、燃料インジェクタ５の中心を結ぶ線（燃料配管６の延設方向）を中心に片側だけに螺子穴８を配置したが、例えば燃料配管６の延設方向の左右に螺子穴８を交互に配置しても良い。

第１実施形態を示すシリンダヘッド部の拡大断面図である。 第２実施形態を示すシリンダヘッド部の拡大断面図である。 第３実施形態を示すシリンダヘッド部の拡大断面図である。 各実施形態に共通のシリンダヘッド上面図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド、２…シリンダブロック、３…シリンダ、４…点火プラグ、５…燃料インジェクタ、６…燃料配管、６ａ…燃料インジェクタ挿入部、６ｂ…貫通孔、７…燃料配管固定用ボルト、８…螺子穴、１０…突起部、１２…エンジンカバー

Claims (6)

1. 筒内に燃料を直接噴射する燃料インジェクタを、シリンダ軸線に対して同一方向に傾けてシリンダヘッド上面に配すると共に、前記燃料インジェクタに燃料を供給する燃料配管を前記シリンダヘッド上面に対して螺子止めする構成の筒内直接噴射式内燃機関において、
   前記燃料配管の螺子止め用の螺子穴を有するシリンダヘッド上面を前記燃料インジェクタの軸線に直交する１平面で形成したことを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関。
2. 前記シリンダヘッドから突出形成される突起部に前記螺子穴を形成する構成とし、前記突起部の上面を、前記燃料インジェクタの軸線に直交する１平面で形成したことを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式内燃機関。
3. 前記燃料インジェクタが、前記燃料配管と一体的に設けられる燃料インジェクタ挿入部に、Ｏリングを介して嵌挿される構成であって、
   前記燃料インジェクタ毎のＯリングのうちの少なくとも１つが前記１平面上に位置するよう構成したことを特徴とする請求項２記載の筒内直接噴射式内燃機関。
4. 前記燃料配管がリーマボルトによって前記シリンダヘッドに螺子止めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
5. 前記燃料インジェクタの並び方向における前記燃料インジェクタの両側方端をそれぞれ結ぶ線で挟まれる枠内に重なるように、前記螺子穴を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
6. 前記燃料配管が前記シリンダヘッドに固定されるエンジンカバーに備えられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。

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